Java开发工程师面试题

1. 什么是向上转型，向下转型？

向上转型：父类引用指向子类对象。

向下转型：子类对象指向父类引用（强转），先向上转型，在向下转型，没有经过向上转型，会提示编译错误。

2.什么是数组，有什么特点？

数组是一种容器，可以同时存放多个类型相同的数据。

数组是一种引用数据类型，当有多个数据类型必须统一，数组长度在运行期间不可改变长度在创建时给定。

3.什么是集合，和数组的区别？

是Java中提供的一种容器，用来存储多个数据。

数组的长度是固定的，集合的长度是可变的；数组中存储的是同一类型的元素，集合存储的类型可以不一致；

4.你所知道的List有哪些，特点分别是什么？

ArrayList：底层的数据结构是数组，所以查询快，增删慢，线程不安全

LinkedList：底层的数据结构是链表，所以查询慢，增删快，线程不安全

Vector：底层的数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全

5.TreeSet是如何排序的？

实现Comparable接口，覆写compareTo()方法，只能对该类的对象进行比较

匿名内部类比较器，Comparator重写compare方法，相当于一个外部比较器

6.Queue有哪些，各有什么特点？

高性能队列ConcurrentLinkedQueue：使用于高并发场景的队列，基于链接结点的无界线程安全队列，先进先出，不允许有null元素

阻塞队列BlockingQueue分为以下五种：

• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，也叫有界队列

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，无界队列

• PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列，优先级的判断通过构造器传入的比较器来决定，是一个无界队列

• DelayQueue：带有延迟时间的队列，是一个没有大小的队列

• SynchronousQueue：一种没有缓冲的队列

7.Hashtable和HashMap的区别？

HashTable继承自Dirctionary（一个抽象类，用来存储键值对，作用和map类相似，字典类），HashMap继承自AbstractMap，两者均实现了Map接口；

HashTable线程安全，key和value都不能为空；，HashMap线程不安全，key和value都可以为空；

遍历：HashTable和HashMap两者都实现了Iterator，但是HashTable还是用了Enumeration；

哈希值：HashTable是直接使用对象的hashCode，HashMap是重新计算hash值

8.Vector和ArrayList的区别？

Vector是线程安全的，ArrayList是线程不安全的；

ArrayList在底层数组不够用时在原来的基础上扩展0.5倍，Vector是扩展1倍；

9.说出几个IO流对象，各有什么特点？

File：文件类

InputStream：抽象类，字节输入流

OutputStream：抽象类，字节输出流

Reader：抽象类，字符输入流

Writer：抽象类，字符输出流

文件字节输入输出流：FileInputStream，FileOutputStream

文件字符输入输出流：FileReader，File

字节输入输出缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream

字符输入输出缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

10.线程和进程的关系和区别？

线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行，进程如果想要执行任务，必须要有线程，进程至少要有一条线程，进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，每个进程之间是独立的，同一进程的线程共享本进程的地址空间、资源。

11.线程池有哪些，各有什么特点？

newCachedThreadPool：可缓存线程池，线程数量不定

newFixedThreadPool：定长线程池，线程数量固定，当处于闲置状态也不会被回收

newScheduledThreadPool：周期性执行任务的线程池，核心线程数是固定的，非核心线程数是没有限制的，非核心线程闲置时会被立即回收

newSingleThreadExecutor：单线程化的线程池，只有一个核心线程，以无界队列方式来执行该线程，这使得这些任务之间不需要处理线程同步的问题，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序中执行，并且可以在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。

12.为什么要使用数据库连接池？

如果没有用连接池，每次发起SQL查询时首先通过TCP协议的三次握手和数据库服务建立连接，然后发送账号密码，验证过后才提交SQL语句执行，执行完毕后再TCP四次挥手最后完成关闭。如果执行多个SQL就会频繁的建立连接然后关闭，如果用连接池就是用空间换时间思想，系统启动预先创建多个数据库连接对象，虽然会占用一定的内存空间，但是可以省去每次SQL查询时创建连接和关闭连接所消耗的时间。

常用的数据库连接池：DBCP，C3P0，阿里的DRUID

13.Socket用的是什么协议，四层协议分别是什么？

TCP/IP协议，Socket用于通信，因此需要可靠的网络协议，UDP是不可靠协议，

应用层：HTTP应用程序间沟通的层

传输层：TCP、UDP这一层负责数据格式化，数据确认和丢失重传（传送数据，并且确定数据已经被送达并接收）

互联网络层：IP负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（邮件的地址）

网络接口层：接收IP数据包并进行传输（送邮件的车）

14.详细说一下三次握手和四次挥手的过程？

所谓的“三次握手”：为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商，确保数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确认数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。

为了提供可靠的传送，TCP在发送新的数据之前，以特定的顺序将数据包的序号，并需要这些包传送给目标机之后的确认消息。TCP总是用来发送大批量的数据。当应用程序在收到数据后要做出确认时也要用到TCP。

第一次握手：客户端向服务端发起建立连接请求，客户端会随机生成一个起始序列号x，客户端向服务端发送的字段中包含标志位SYN=1，序列号seq=x。第一次握手前客户端的状态为CLOSE，第一次握手后客户端的状态为SYN-SENT。此时服务端的状态为LISTEN

第二次握手：服务端在收到客户端发来的报文后，会随机生成一个服务端的起始序列号y，然后给客户端回复一段报文，其中包括标志位SYN=1，ACK=1，序列号seq=y，确认号ack=x+1。第二次握手前服务端的状态为LISTEN，第二次握手后服务端的状态为SYN-RCVD，此时客户端的状态为SYN-SENT。（其中SYN=1表示要和客户端建立一个连接，ACK=1表示确认序号有效）

第三次握手：客户端收到服务端发来的报文后，会再向服务端发送报文，其中包含标志位ACK=1，序列号seq=x+1，确认号ack=y+1。第三次握手前客户端的状态为SYN-SENT，第三次握手后客户端和服务端的状态都为ESTABLISHED。

四次挥手：
第一次挥手：客户端向服务端发送的数据完成后，向服务端发起释放连接报文，报文包含标志位FIN=1，序列号seq=u。此时客户端只能接收数据，不能向服务端发送数据。

第二次挥手：服务端收到客户端的释放连接报文后，向客户端发送确认报文，包含标志位ACK=1，序列号seq=v，确认号ack=u+1。此时客户端到服务端的连接已经释放掉，客户端不能像服务端发送数据，服务端也不能向客户端发送数据。但服务端到客户端的单向连接还能正常传输数据。

第三次挥手：服务端发送完数据后向客户端发出连接释放报文，报文包含标志位FIN=1，标志位ACK=1，序列号seq=w，确认号ack=u+1。

第四次挥手：客户端收到服务端发送的释放连接请求，向服务端发送确认报文，包含标志位ACK=1，序列号seq=u+1，确认号ack=w+1。

为什么TCP连接的时候是3次，两次是否可以：

1. 假设建立TCP连接仅需要两次握手，那么如果第二次握手时，服务端返回给客户端的确认报文丢失了，客户端这边认为服务端没有和他建立连接，而服务端却以为已经和客户端建立了连接，并且可能向服务端已经开始向客户端发送数据，但客户端并不会接收这些数据，浪费了资源。如果是三次握手，不会出现双方连接还未完全建立成功就开始发送数据的情况。

2. 如果服务端接收到了一个早已失效的来自客户端的连接请求报文，会向客户端发送确认报文同意建立TCP连接。但因为客户端并不需要向服务端发送数据，所以此次TCP连接没有意义并且浪费了资源。

为什么TCP连接的时候是3次，关闭的时候是4次

因为需要确保通信双方都能通知对方释放连接，假设客服端发送完数据向服务端发送释放连接请求，当客服端并不知道，服务端是否已经发送完数据，所以此次断开的是客服端到服务端的单向连接，服务端返回给客户端确认报文后，服务端还能继续单向给客户端发送数据。当服务端发送完数据后还需要向客户端发送释放连接请求，客户端返回确认报文，TCP连接彻底关闭。所以断开TCP连接需要客户端和服务端分别通知对方并分别收到确认报文，一共需要四次。

15.想要让SQL查询效率高，可以做哪些工作？

explain的用法：explain+sql语句，例如：explain select * from securityprice order by index可以模拟MySQL优化器执行SQL语句，可以很好的分析SQL语句的性能

1. 应尽量避免全表扫描，首先考虑在where及order by涉及的列上建立索引

2. 应尽量避免在where子句中对字段进行null值判断，否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描

3. 应尽量避免在where子句中使用!=或<>操作符，否则引擎将放弃使用索引而进行全表扫描

4. 应尽量避免在where子句中使用or来连接条件，否则引擎将放弃使用索引而进行全表扫描

5. in和not in也要慎用

6. 用exists代替in

7. 模糊查询不要使用%查询数据%的格式，最前面最好直接是查询数据

8. 避免在where子句中对字段进行函数操作，这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描

9. 不要在where子句中的=左边进行函数、算数运算或其他表达式，否则系统将可能无法正确使用索引

10. 索引不是越多越好，索引固然可以提高select的效率，但是同时也降低了insert及update的效率

11. 尽量使用数字型字段，若只含数值信息的字段尽量不要设计为字符型，这会降低查询和连接的性能，并会增加存储开销。因为引擎在处理查询和连接对象时会逐个比较字符串中每一个字符，而对于数字型而言只需要比较一次就够了

12. 用varchar代替char，因为变长字段存储空间小，可以节省存储空间，其次对于查询来说，在一个相对较小的字段内搜索效率显然要高些

13. 任何地方都不要使用select * from t，用具体字段列表代替*

14. 尽量避免大事务操作，提高系统并发能力

15. 避免向客户端返回大数据量，若数据量过大，应该考虑相应需求是否合理

16.什么是游标，有哪些分类？

用来存储多条查询数据的一种数据结构（数据集），它有一个指针，从上往下移动，从而能够遍历每条记录。游标就是位于内存中的数据集，加快对数据的操作。牺牲内存，提高sql执行效率

系统游标（隐式游标）：系统定义好的游标，一般在做DML操作时自动触发，一般用于看影响行数

用户游标（显式游标）：

• 静态游标：创建游标的SQL语句是固定的
• 动态游标：创建游标的SQL语句是动态的，带有参数或变量

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17.GET方式和POST方式有哪些区别？

1. GET在浏览器回退时是无害的，POST会在次提交请求

2. GET请求产生的URL地址可以被看到，而POST不可以

3. GET请求会被浏览器主动缓存，而POST不会，除非主动设置

4. GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式

5. GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留

6. GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST没有

7. 对参数的数据类型，GET只接受ASCII字符，而POST没有限制

8. GET比POST更不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息

9. GET参数通过URL传递，POST放在Request body中

10. GEt和POST请求是HTTP协议中的两种请求的方法，底层是TCP/IP。GET产生一个TCP数据包，POST产生两个TCP数据包。对于GET请求浏览器会把http header和data一并发送出去；POST请求会先发送header，服务器响应100 continue，浏览器在发送data；注：据研究，在网络环境好的情况下，发一次包的时间和发两次包的时间差别基本可以无视。而在网络环境差的情况下，两次包的TCP在验证数据包完整性上，有非常大的优点。并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包，Firefox就只发送一次。

18.CSS选择器有哪些？

标签选择器
ID选择器
类选择器
组选择器
通配符选择器
后代选择器
子元素选择器
兄弟选择器
相邻选择器
属性选择器
伪类选择器

19.什么是盒子模型的坍塌？

父子坍塌：父亲没有设置padding border内容时，子元素垂直方向的margin会赋给父亲，父亲最终垂直方向的margin为父子中最大的margin值，并非相加

解决方法：把儿子的margin装换成父亲的padding；或给父元素增加position:absolute

并列元素坍塌：垂直方向相遇的盒子模型，会发生margin坍塌，现象就是元素两者之间的距离并非之和，而是二者之间最大的

解决方法：给第一个元素只设置margin

20.去掉元素的浮动怎么做？

1. 为父元素添加overflow:hidden

2. clear:both

3. floatfix类

21.接口和抽象类的区别？

1. 都不能被实例化，但是抽象类里可以有构造方法，接口里不能有构造方法

2. 接口只有定义，不能有方法的实现，java1.8中可以定义default方法体，而抽象类可以有定义与实现，方法可以在抽象类中实现

3. 接口强调特定功能的实现，而抽象类强调所属关系

4. 接口成员变量默认为public static final，必须赋值，不能被修改，其所有的成员方法都是public abstract的，抽象类中成员变量默认default，可在子类中被重新定义，也可被重新赋值，
   抽象方法被abstract修饰，不能被private、static、synchrornized和native等修饰。

22.什么是DI和IoC？什么是AOP？

DI和IoC

AOP

23.什么是本地线程，有什么好处？

线程类Thread有个变量叫做threadLocals，它的类型就是ThreadLocal.ThreadLocalMap类型，key是当前线程的ThreadLocal对象，值就是要保存的数据。每个线程自己的本地变量，在每个线程里面对变量单独记录保存。

在多线程并发执行时，有时需要进行数据共享，所以有了volatile变量解决多线程间的数据可见性，也有了锁的同步机制，使变量或代码在某一时刻，只能被一个线程访问，确保数据共享的正确性。有时不需要数据共享，让每个线程都有自己独立的变量，ThreadLocal就是用于线程间的数据隔离的。

24.数据库事务有哪些特点？

1. 原子性：指事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚

2. 一致性：事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态

3. 隔离性：当多个用户并发访问数据库时，不能被其他事务的操作所干扰

4. 持久性：一个事务一旦被提交了，对数据库中的数据的改变就是永久性的

• 脏读：一个事务处理过程中，读取了另一个未提交的事务中的数据

• 不可重复读：对于数据库中的某一条数据在一个事务范围内，多次查询却返回了不同的数据值

• 幻读：事务非独立执行时发生的一种现象，例如事务T1对一个表中所有的行的某个数据项做了从“1”修改为“2”的操作，这时事务T2又对这个表中插入了一行数据项，而这个数据项的数值还是为“1”并且提交给数据库。而操作事务T1的用户如果再查看刚刚修改的数据，会发现还有一行没有修改，其实这行是从事务T2中添加的，就好像产生幻觉一样，这就是发生了幻读。

25.数据库有哪些锁？

为了保证数据的一致性，MySQL各存储引擎使用了三种类型的锁机制：表级锁定，行级锁定和页级锁定

1. 表级锁：一次会将整个表锁定，可以避免死锁问题，锁定力度大，锁冲突概率高，并发度底，开销小，获取锁和释放锁的速度很快，适用于查询为主，少量更新

2. 行级锁：锁定对象的力度小，发生锁冲突概率低，并发度高，但是开销大，加锁慢，行级锁容易发生死锁。适用于对事务完整性要求较高的系统。
   InnoDB行级锁类型

• 共享锁：读锁，多个事务对同一数据进行共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改
• 排它锁：写锁，排他锁指的是一个事务在一行数据加上排他锁后，其他事务不能再在其上加其他的锁。但可以直接通过select ...from...查询数据，因为普通查询没有任何锁机制。
• 意向锁是InnoDB自动加的，不需用户干预，意向锁不会与行级的共享/排它锁互斥

3. 页面锁：介于行级锁和表级锁之间，会发生死锁，锁定的数据资源比行锁要多，因为一个业种可以有多个行记录，我们使用页锁的时候，会出现数据浪费的现象。

26.什么是视图，视图有什么作用？

存储的查询语句，当调用的时候，产生结果集，视图充当的是虚拟表的角色。

简单：使用视图的用户完全不需要关心后面对应的表的结构，关联条件和筛选条件对用户来说已经是过滤好的复合条件的结果集

安全：使用视图的用户只能访问他们被允许查询的结果集，对表的权限管理并不能限制到某个行，某个列，但是通过视图就可以简单的实现。

数据独立：一旦视图的结构确认了，可以屏蔽表结构变化对用户的影响，源表增加列对视图没有影响，源表修改列名，则可以通过修改视图来解决，不会造成对访问者的影响

综上，使用视图的大部分情况是为了保障数据安全性，提高查询效率

27.Servlet是单例还是多例，是否线程安全？如何解决安全问题？

servlet是单例的，严格地说是一个ServletMapping对应一个单例实例（如果一个Servlet被映射了两个URL地址，会生成两个实例）。线程不安全。维护Servlet线程安全通常是使用同步块（或方法）来保护共享数据，其次可以是volatile、Lock一些锁机制，还可以使用ThreadLocal来打通安全通道，另外还有原子操作也是用来保护数据安全

28.Spring是单例还是多例？如何配置？

spring生成的对象默认是单例的，通过scope="prototype"可以更改为多例

29. 常见的Linux命令

常见的Linux命令

30. 闭包

读取其他函数内部变量的函数，只有函数内部的子函数才能读取局部变量，可以理解为：定义在一个函数内部的函数。本质上，闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。

31. 分布式

计算机的一种算法，一个大型的系统往往被分为几个子系统来做，一个子系统可以部署在一台机器的多个JVM上，也可以部署在多台机器上，但是每一个系统不是独立的，不是完全独立的。需要相互通信，共同实现业务功能。一句话来说：分布式就是通过计算机网络将后端工作分布到多台主机上，多个主机一起协同完成工作。

32. 过滤器（Filter）和拦截器（Interceptor）的区别

实现原理不同：过滤器是基于函数回调的，拦截器是基于Java的反射机制（动态代理）实现的。

适用范围不同：过滤器实现的是java.servlet.Filter接口，这个接口是在Servlet规范中定义的，也就是说过滤器Filter的使用要依赖于Tomcat等容器，导致只能在web程序中使用；拦截器是一个Spring组件，并由Spring容器管理，并不依赖Tomcat等容器，是可以单独使用。

触发时机不同：过滤器是在请求进入容器后，但是在进入servlet之前进行预处理，请求结果是在servlet处理完成以后；拦截器是在请求进入servlet后，在进入Controller之前进行预处理，Controller中渲染了对应的视图之后请求结束。

拦截的请求范围不同：过滤器几乎可以对所有进入容器的请求起作用，而拦截器只会对Controller中请求或访问static目录下的资源请求起作用

33. 创建对象的五种方式

使用new关键字创建对象（调用了构造函数）

使用Class类的newInstance方法（调用了构造函数）

使用Constructor类的newInstance方法（调用的构造函数）

使用了clone方法（没有调用构造函数）

使用了反序列化（没有调用构造函数）